西西弗斯串

西西弗斯串

茫茫宇宙之中,存在著這樣一種極其神秘的天體叫“黑洞”(black hole)。黑洞的物質密度極大,引力極強,任何物質經過它的附近,都要被它吸引進去,再也不能出來,包括光線也是這樣。在數學中也有類似的這種神秘的黑洞現象。對於任意數字串,按以上規則重複進行下去,最後必得出“123”的結果。西西弗斯的故事出自希臘神話,天神罰科林斯國王西西弗斯將一塊巨石推到一座陡峭的山頂上,但無論他怎樣努力,這塊巨石總是在到達山頂時卻又不可避免地滾下來,於是他只得重新再推,永無休止。由KNM聯接生產一個新數,這個新數的位數要比原數小。

概述

天文學上有黑洞,在數學中也有這種神秘的黑洞現象。對於數學黑洞,無論怎樣設定原數值,在規定的處理法則下,最終都將得到固定的一個值,再也跳不出去了,就像宇宙中的黑洞可以將任何物質(包括運行速度最快的光)牢牢吸住,不使它們逃脫一樣。這就對密碼的設值破解開闢了一個新的思路。

西西弗斯串西西弗斯串

23黑洞

即西西弗斯串:

設定一個任意數字串,數出其中的偶數個數、奇數個數及其中所包含的數字的總個數。

例如:5681245721,該數字串中的偶數個數為5,奇數個數為5,數字的總個數為10。

將答案按“偶- 奇- 總”的位序排出而得到新數為:5510。

將新數5510按以上規則重複進行,可得到新數:134。

將新數134按以上規則重複進行,可得到新數:123。

對於任意數字串,按以上規則重複進行下去,最後必得出“123”的結果。換而言之,任何數的最終結果都無法逃脫123黑洞。這就是數學黑洞“西西弗斯串”。西西弗斯的故事出自希臘神話,天神罰科林斯國王西西弗斯將一塊巨石推到一座陡峭的山頂上,但無論他怎樣努力,這塊巨石總是在到達山頂時卻又不可避免地滾下來,於是他只得重新再推,永無休止。之所以把數字串“123”稱作“西西弗斯串”,意思是說對於任意一數字串按以上規則重複進行下去,所得的結果都是“123”,而且一旦轉變成“123”後,無論再按以上規則進行多少次,每次所轉變的結果都會永無休止地重複著“123”。

為什麼有數學黑洞“西西弗斯串”呢?

(1)當是一個一位數時,如是奇數,則k=0,n=1,m=1,組成新數011,有k=1,n=2,m=3,得到新數123;

如是偶數,則k=1,n=0,m=1,組成新數101,又有k=1,n=2,m=3,得到123。

(2)當是一個兩位數時,如是一奇一偶,則k=1,n=1,m=2,組成新數112,則k=1,n=2,m=3,得到123;

如是兩個奇數,則k=0,n=2,m=2,組成022,則k=3,n=0,m=3,得303,則k=1,n=2,m=3,也得123;

如是兩個偶數,則k=2,n=0,m=2,得202,則k=3,n=0,m=3,由前面亦得123。

(3)當是一個三位數時,如三位數是三個偶數字組成,則k=3,n=0,m=3,得303,則k=1,n=2,m=3,得123;

如是三個奇數,則k=0,n=3,m=3,得033,則k=1,n=2,m=3,得123;

如是兩偶一奇,則k=2,n=1,m=3,得213,則k=1,n=2,m=3,得123;

如是一偶兩奇,則k=1,n=2,m=3,立即可得123。

(4)當是一個M(M>3)位數時,則這個數由M個數字組成,其中N個奇數數字,K個偶數數字,M=N+K。

由KNM聯接生產一個新數,這個新數的位數要比原數小。重複以上步驟,一定可得一個三位新數knm。

以上僅是對這一現象產生的原因,簡要地進行分析,若採取具體的數學證明,演繹推理步驟還相當繁瑣和不易。直到2010年5月18日,關於“西西弗斯串”現象才由中國回族學者秋屏先生於作出嚴格的數學證明,並推廣到六個類似的數學黑洞(“123”、“213”、“312”、“321”、“132”和“231”),這是他的論文:《“西西弗斯串(數學黑洞)”現象與其證明》(正文網址在該詞條最下面的“參考資料”中,可點擊閱讀)。自此,這一令人百思不解的數學之謎已被徹底破解。此前,美國賓夕法尼亞大學數學教授米歇爾·埃克先生僅僅對這一現象作過描述介紹,卻未能給出令人滿意的解答和證明。

【“123數學黑洞(西西弗斯串)”現象的參考資料】

1.新浪網《“西西弗斯串(數學黑洞)”現象與其證明》,2010,5,18

2.美國《新科學家》,1992,12,19

3.中國《參考訊息》,1993,3,14-17

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